Реальное моделирование поведения диодов

На высокой частоте это отображает входное напряжение и ток в простой цепи с резистором и диодом.

Математическая графика

Поведение, которое я вижу, состоит в том, что диод остается смещенным в прямом направлении дольше, чем идеальный диод, но как только он это делает, он возвращается к обычному, возможно, экспоненциально за очень короткое время, без каких-либо сдвигов фазы.

Я пытался (макро) моделировать это конкретное поведение реального диода, используя идеальный диод и другие компоненты (конденсатор, сопротивление, индуктор), но до сих пор с треском проваливался

Короткий вопрос: что я могу добавить к черному ящику идеального диода, чтобы он вел себя таким образом?

Буду признателен, если вы придумаете что-нибудь, чтобы узнать, как вы думали об этом, так как обучение - единственная цель этого вопроса.

большое спасибо

diodes

— Рохо
источник

Взгляните на уравнение Шокли для идеального диода и различные дополнения к нему. Вики- страница с диодами - хорошее место для начала, а затем перейдите на страницу о моделировании диодов

— Оли Глейзер

Я не понимаю След, который вы нам показываете, исходит от симулятора, верно? Итак, по определению, у вас уже есть модель поведения диода. Я думаю, что вы узнаете намного больше, изучая эту модель, чем создавая собственную специальную модель.

— Дэйв Твид

@DaveTweed с одной стороны, я заинтересован в реальном моделировании диодов. С другой стороны, это была та рука, на которой я хотел сосредоточиться, когда спросил, я взял это как упражнение: что, если у меня был идеальный диод (возможно, даже модель с нулевым порядком), и я хотел генерировать ответ такой как на изображении, для некоторого заданного набора значений и частот, путем добавления конденсаторов и основных компонентов? Я не мог сделать это сам после попытки. Я пытаюсь освоиться со схемами с диодами и компонентами с памятью (катушки индуктивности, конденсаторы), поэтому я спросил, как люди думают об этих вещах

— Rojo

Явление, которое вы видите, называется обратным временем восстановления . Посмотрите на это вверх, и вы увидите, что это происходит из-за того, что носители в соединении все еще находятся там, когда напряжение меняется на обратное. Пока эти носители не «израсходованы», диод продолжит работу.

Моделирование - это знание того, какие характеристики действительно имеют значение, и игнорирование всего остального. Если вы этого не сделаете, это будет реальность, а не модель, но она также будет слишком сложной для реализации.

В первом приближении просто предположим, что диод будет работать в обратном направлении в течение фиксированного промежутка времени. Диоды, предназначенные для приложений, в которых это имеет значение, имеют максимальное время обратного восстановления, указанное в таблице. Если цель модели - убедиться, что ваша схема все еще работает, это хорошая модель, потому что она представляет наихудшие условия.

Более точные модели учитывают ток непосредственно перед изменением напряжения и смотрят на суммарный заряд, просочившийся назад. Существуют причудливые уравнения для всего, что вам придется искать их в текстах по физике полупроводников, если вы хотите такой уровень детализации.

— Олин Латроп
источник

Спасибо +1. Я буду гуглить обратное время восстановления. Помимо реальной проблемы с моделированием диодов, если предположить, что у меня «есть» идеальный диод, и я хотел бы, чтобы с парой конденсаторов и индукторов был получен отклик, такой как на рисунке, вы видите простой способ?

— Рохо

@ Rojo: Вы, видимо, спрашиваете, как смоделировать настоящий диод из идеального диода и дополнительных частей? Это не имеет смысла, поскольку физически вы можете иметь только настоящие диоды. Я не могу придумать простой схемы, которую можно добавить вокруг диода, чтобы продлить время обратного восстановления. Используйте медленный диод, такой как 1N4004. Они достаточно медленные, чтобы быть полезными только в цепях питания 50 или 60 Гц. Сравните это с сигнальным диодом 1N4148, который имеет намного более быстрое обратное восстановление. Кроме того, диоды Шоттки имеют быстрое восстановление из-за другого соединения с меньшей емкостью хранения.

— Олин Латроп

@ Олин Латроп: Мне кажется, это имеет смысл. Он использует программное обеспечение для моделирования, в котором реализована идеальная модель диода. Он хочет добавить к этому диоду неидеальные характеристики реального диода, такие как емкость, время восстановления и т. Д. Его вопрос в том, возможно ли это? Есть ли какая-то комбинация и конфигурация пассивных идеальных компонентов, которые в сумме дадут реалистичный неидеальный диод? Мое предположение нет.

— BeB00